第十三章代谢调节(Metabolicregulation)
(完整word版)生物工艺学知识点总结全解(word文档良心出品)
生物工艺学期末复习资料生物工艺学知识点总结第一章绪论1、生物工艺学（biotechnology）：又称为生物技术，它是应用自然科学及工程学原理，依靠生物作用剂(biological agents)的作用将物料进行加工以提供产品或社会服务的技术。
特点：多学科和多技术的结合；生物作用剂（生物催化剂）的参与；应用大量高、精、尖设备；建立工业生产过程或进行社会服务，。
生物工艺学包含的四大块内容：原料预处理和培养基的制备、菌种的选育及代谢调节、生物反应过程的工艺控制、下游加工。
2、生物催化剂是游离的或固定化的细胞或酶的总称。
生物催化剂特点：优点：①常温、常压下反应②反应速率大③催化作用专一④价格低廉缺点：稳定性差控制条件严格易变异（细胞）生物反应过程实质是利用生物催化剂以从事生物技术产品的生产过程(process engineering)。
3、生物技术研究的主要内容：基因工程(DNA重组技术，gene engineering) 、细胞工程(cell engineering)、酶工程(enzyme engineering)、发酵工程(fermentation engineering)、蛋白质工程(protein engineering)、第二章菌种的来源1、工业生产常用的微生物细菌、酵母菌、霉菌、放线菌、担子菌、藻类。
2. 工业生产对微生物菌种的要求培养基成分简单、廉价、来源广。
生长迅速、发酵周期较短，抗杂菌和噬菌体能力强。
目的产物产量高，产物类似物的产量低，且目的产物最好能分泌到胞外，利于产物分离。
对温度、pH、离子强度、剪切力等环境因素不敏感。
对溶氧的要求低，便于培养及降低能耗。
菌种遗传性能稳定，不易变异和退化，不产生任何有害的生物活性物质和毒素。
3、分离微生物新种的过程大体可分为采样、增殖、纯化和性能测定。
含微生物材料的预处理方法：物理方法（加热）；化学方法（pH）；诱饵法。
诱饵技术：将固体基质加到待检的土壤或水中，待其菌落长成后再铺平板。
第5章 植物的光合作用--有机物运输与分配
② 放射性同位素示踪法
将韧皮部和木质 部剥离后插入一层蜡 纸或胶片等不能透的 薄物，在木质部与韧 皮部间形成屏障
55％
让叶片同化14CO2，数分钟后 24％将叶柄切下并固定，对叶柄 横切面进行放射性自显影， 可看出14CO2标记的光合同化 21％ 物位于韧皮部。
15
因此，可以得出结论：水及其溶解于水中 的矿质沿着木质部向上运输；同化物包括光合
55％
高枝压条：又称空中压条、压条繁殖方法之一。
21％
晚春气温高时，选用2～3年生枝条，在枝
下部进行环割等处理，在环割处附上湿润的苔
藓、锯木屑或培养土等保湿并用塑料薄膜包裹，
待充分发根后，剪离母株，进行培育。如龙眼、
荔枝、柑橘、枇杷、杨梅、山茶、桂花等可采 用此法繁殖。
55％ 21％
19
24％
为什么“树怕剥皮”？
管内有机物质的长距离运输。
11
胼胝质(callose)
是一种β-1,3-葡聚糖。正常条件下，只有少量的胼胝
质沉积在筛板的表面或筛孔的四周。
当植物受到外界刺激（如机械损伤、高温等）时，筛 管分子内就会迅速合成胼胝质，并沉积到筛板的表面或筛 孔内，堵塞筛孔，以维持其 他部位筛管正常的物质运
输。一旦外界刺激解除，
果实，也可以向下运输至根
24％ 部或地下贮存器官。横向运
输是只在纵向运输受阻时， 55％
横向运输才加强。
21％
26
2、运输速度：一般约为100cm•h－1
24％
55％
21％
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2、运输速度：一般约为100cm•h－1
比集转运率：单位截面积韧皮部或筛管在单位时 间内运输有机物的质量 g/(cm2· h) 例：马铃薯块茎韧皮部横切面为0.002cm2，块茎 在50d内增重240g，块茎含水量为75%，比集转
生物化学名词解释
第一章蛋白质的结构与功能●等电点(isoelectric point, pI)：在某一pH的溶液中，氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势及程度相等，成为兼性离子，呈电中性。
此时溶液的pH值称为该氨基酸的等电点●肽键 (peptide bond)：是由一个氨基酸的α-羧基与另一个氨基酸的α-氨基脱水缩合而形成的化学键。
●肽：是由氨基酸通过肽键缩合而形成的化合物。
●肽单元 (peptide unit):参与肽键的6个原子Cα1、C、O、N、H、Cα2位于同一平面，Cα1和Cα2在平面上所处的位置为反式 (trans)构型，此同一平面上的6个原子构成了所谓的肽单元。
●α-螺旋(α-helix)：在α-螺旋结构中，多肽链的主链围绕中心轴做有规律的螺旋式上升，螺旋的走向为顺时针方向，所谓右手螺旋。
氨基酸侧链伸向螺旋外侧。
每3.6个氨基酸残基螺旋上升一圈，螺距为0.54nm。
α-螺旋的每个肽键的N-H和第四个肽键的羰基氧形成氢键，以稳固α-螺旋结构。
●β-折叠（β-sheet）：是肽链相当伸展的结构，肽平面之间折叠成锯齿状；氢键是稳定β-折叠的主要化学键；两段肽链可以是平行的，也可以是反向平行的。
●结构域 (domain)：分子量较大的蛋白质常可折叠成多个结构较为紧密的区域，并各行其功能，称为结构域。
●协同效应 (cooperativity)：一个寡聚体蛋白质的一个亚基与其配体结合后，能影响此寡聚体中另一个亚基与配体结合能力的现象，称为协同效应。
●蛋白质的变性 (denaturation)：在某些物理和化学因素作用下，其特定的空间构象被破坏，也即有序的空间结构变成无序的空间结构，从而导致其理化性质改变和生物活性的丧失。
●蛋白质的一级结构(primary structure)：蛋白质的一级结构指在蛋白质分子从N-端至C-端的氨基酸排列顺序。
●模体(motif)：二个或三个具有二级结构的肽段，在空间上相互接近，形成一个特殊的空间构象，称为模体。
植物类胡萝卜素的代谢调控及储存转运研究进展
接收日期：2023-11-23接受日期：2023-12-21基金项目：国家自然科学基金项目(32072620)；上海市自然科学基金面上项目(22ZR1422400)；上海市绿化和市容管理局项目(G242405、G232404、G192415)*通信作者。
E-mail:**************.cn;*****************植物类胡萝卜素的代谢调控及储存转运研究进展于银凤1,2，刘青青2，刘晓春3，张大生2*，崔丽洁1*(1. 上海市植物种质资源工程技术研究中心 / 上海师范大学生命科学学院，上海 200234；2. 上海辰山植物园 / 中国科学院分子植物科学卓越创新中心辰山科学研究中心，上海 201602；3. 东台市新街镇综合服务中心，江苏 东台 224234)摘 要：类胡萝卜素是植物体内广泛存在的一类天然色素，一般由8个异戊二烯单元首尾相连而成的C 40萜类化合物及其衍生物组成。
在植物中，类胡萝卜素除了赋予植物器官呈色以外，在体内还执行着多项重要的生物学功能。
近年来，虽然类胡萝卜素生物合成途径较为清晰，但是类胡萝卜素的代谢调控以及在体内的储存和转运机制还不明确。
本文简要概述了类胡萝卜素的生物合成、代谢调控、储存定位和萜类物质转运蛋白等方面的研究进展，总结了介导类胡萝卜素转运的分子及鉴定转运体的方法，以期为研究类胡萝卜素的合成和转运提供参考。
关键词：类胡萝卜素；代谢调控；转运体Doi: 10.3969/j.issn.1009-7791.2024.01.012中图分类号：Q946.92 文献标识码：A 文章编号：1009-7791(2024)01-0088-09Research Advances in Metabolic Regulation, Storage and Transport ofCarotenoids in PlantsYU Yin-feng 1,2, LIU Qing-qing 2, LIU Xiao-chun 3, ZHANG Da-sheng 2*, CUI Li-jie 1*(1. Development Center of Plant Germplasm Resources / College of Life Science, Shanghai Normal University, Shanghai 200234, China; 2. Shanghai Chenshan Botanical Garden / Chenshan Scientific Research Center of CAS Center for Excellence in Molecular Plant Sciences,Shanghai 201602, China; 3. Comprehensive Service Center of Xinjie Town, Dongtai 224234, Jiangsu China)Abstract: Carotenoids are a group of natural pigments widely found in plants, which are generally composed of C 40 terpenoids and their derivatives, which are connected from end to end of 8 isoprene units. In plants, carotenoids not only make plant organs appear color, but also perform important biological functions. In recent years, although the biosynthesis pathway of carotenoids is relatively clear, the mechanisms of metabolic regulation, including storage and transport of carotenoids in vivo are not yet understood. This paper briefly summarized the research progress of the biosynthesis, storage localization of carotenoids and terpenoid transporters, and focused on the potential substances that mediate carotenoid transport and the methods of identifying carotenoid transporters, in order to provide a better understanding of carotenoid synthesis and transportation.Key words: carotenoids; metabolic regulation; transporter2024, 53(1): 80～88.Subtropical Plant Science第1期于银凤等：植物类胡萝卜素的代谢调控及储存转运研究进展﹒81﹒1 类胡萝卜素的合成类胡萝卜素是胡萝卜素类(Carotenes)和叶黄素类(Xanthophylls)两大类色素的总称，是自然界中广泛存在的一类重要脂溶性色素群体，是具有异戊二烯骨架的C40或C30萜类化合物，是人体生长发育所必需的维生素A原[1]。
建筑环境学课后习题答案朱颖心版
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)
4.1.2 人体的温度感受系统
20世纪初发现人的皮肤
上存在对冷敏感的区域
“冷点”和对热敏感的区
域“热点”
50mV
人体各部位的冷点数目
明显多于热点
为什么人对冷更敏感？
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人体各部位冷点和热点分布密度(个 /cm2)
部位
冷点
热点
部位
冷点
热点
前额
5.4-8.0
人体与外界的热交换 显热交换
对流散热 辐射散热
潜热交换
皮肤散湿
出汗蒸发 皮肤湿扩散
呼吸散湿
9
(三) 影响人体与外界热交换的因素
环境空气温度：对流换热 环境表面温度：辐射换热 水蒸汽分压力（空气湿度）：对流质交换
高温环境：增加热感 低温环境：增加冷感！ 风速：对流热交换和对流质交换 吹风感：Draught，冷感和对皮肤的压力冲
fcl = 1.0 + 0.3 Icl
皮肤表面积 AD ＝ 0.202 mb 0.425 H 0.725
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(五) 人体的能量代谢率
影响因素多：
肌肉活动强度：绝对的影响 环境温度：偏高、偏低都增加代谢率 性别：男性高于女性 年龄：少年高于老人 神经紧张程度：紧张则代谢率高 进食后时间的长短等：进食后代谢率增加，蛋白
质代谢率高，糖和脂肪类代谢率低。
代谢率单位 met：1 met = 58.2 W/m2，即成 年男子静坐时的代谢率。
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基础代谢率：参照基础
基础代谢率(BMR ，
Basal Metabolic Rate)
未进早餐前，保持清醒静 卧半小时，室温条件维持在 18~25℃之间测定的代谢率： 46 W/m2
5第五章 代谢调控育种
⑷利用营养缺陷型回复突变株或条件突变株的方法， 解除终产物对关键酶的调节；
⑸应用遗传工程技术，创造理想微生物（即构建目 的工程菌株）。
此外，发酵条件如pH值、NH3的供应、溶氧水平、 营养浓度控制及表面活性剂的使用等也非常重要。
一. 切断支路代谢
1. 营养缺陷突变株的应用
营养缺陷型即菌株发生基因突变，合成途径中某一 步骤发生缺陷，丧失了合成某些物质的能力，必须在 培养基中添加该营养物质才能生长。
第五章 微生物 代谢控制育种
第一节 代谢控制育种的基础
代谢控制发酵理论的建立
代谢控制发酵理论最开始是应用于氨基酸高产菌株 的选育中；随后，核苷类物质发酵生产菌也以代谢控 制理论去选育，并奋起直追成为后起之秀。
随着研究的深入，代谢控制发酵理论的作用，已由 野生型菌株的发酵向高度人为控制的发酵转移，由依 赖于微生物分解代谢的发酵向依赖于生物合成代谢的 发酵，即向代谢产物大量积累的发酵转移。
一个菌株经过突变和回复突变后，某一结构基因 编码的酶会经历失活→恢复活性的过程，但酶的调节 部位的结构常常并没有恢复。所以经过此过程后，该 酶的反馈抑制被解除或削弱。因此可以利用营养缺陷 型的回复突变来获得解除反馈抑制从而提高产量的菌 株。
例如，先将金霉素生产菌绿链霉菌诱变成蛋氨酸 缺陷型，然后再回复突变成原养型，结果其中有85% 的回复突变株的金霉素产量提高了1.2~3.2倍。
通过选育某些营养缺陷型或结构类似物抗性突变株 以及克隆某些关键酶的基因，也可以使目的产物前体 的合成增加，从而有利于目的产物的大量积累。
1. 在分支合成途径中，切断控制共用酶的非目的终 产物的分支合成途径，增多目的产物的前体，使目的 产物的产量提高。
在谷氨酸棒状杆菌、北京棒状杆菌、黄色短杆菌、 大肠杆菌等微生物中，Lys、Thr、Met的合成关键酶是 天冬氨酸激酶，该酶受Lys、Thr的协同反馈抑制，即 天冬氨酸激酶在Lys或Thr单独存在时不受抑制，仅当 两者同时过量时才引起抑制作用。因此，在Thr限量培 养时，即使Lys过剩，也能进行由天冬氨酸生成天冬酰 磷酸的反应（即第一步反应）。
代谢复习总结-03
第一章微生物的生长与调节1、细胞群体的生长细菌籍二等分分裂繁殖，但两个子细胞可能以不同的生长速率生长，其分裂也不一定同步。
因此，在一正在生长得群体中存在范围广的不同世代时间，故群体的“倍增时间”这一术语通常是指测量的时间，而不是平均世代时间。
2、比生长速率P7比生长速率就是菌体生长速率与培养基中菌体浓度之比。
3、细胞群体的生长周期细胞周期指细胞的一系列可鉴别的周而复始的生长活动。
这一周期包括停滞期，指数生长期，静止期。
4、细胞数目的测量方法P7直接显微计数；平板活菌计数；载片培养计数；微孔过滤法；库尔特计数器；流动细胞光度计；表荧光滤光光技术；荧光-抗体技术；微型-ELISA；电子显微镜。
5、测量菌浓的方法P8干重法（DCW）；比浊法；离心压缩细胞体积（PCV）法.6、水的活度：在相同的温度和压力下，体系中溶液的水蒸汽压与纯水的蒸汽压之比。
7、环境对生长的影响(物理环境、化学环境)物理因素：温度、搅拌、渗透压、水活度、空气流量、超声波、膜过滤化学因素：PH值、溶氧、、碳源、氮源、烷醇、有机酸8、生长得率概念生长得率的概念是假定所利用的基质与生成的细胞之间的固定化学计量关系。
这种关系只有在培养生长在限制性基质上和在一定的条件下成立，即消耗单位基质所生成的细胞量为一常数。
9、表示方法分子得率系数；碳转化效率；以电子平均数为基准的得率Y ave e-；基于热的产生的得率Y kcal；以氧耗为基准的得率系数Y O；基于ATP消耗的得率Y ATP。
10、生长得率的影响因素微生物的遗传特性；菌的生理状态：不同的生理代谢导致不同的物料与能量平衡碳源的性质；基质的分解代谢途径；不同基质的提供，特别是氮的能量需求不同（AA,NH3,硝酸盐）；不利于离子平衡的抑制性物质或其它会对运输系统提出额外要求的培养基组分；对于连续培养，限制性基质的性质。
11、哪些因素会影响微生物的生长？环境对生长的影响(物理环境、化学环境)：物理因素：温度（温度通过影响膜的液晶结构、酶和蛋白质的合成及活性、RNA的结构、转录等影响微生物的生命活动）、搅拌（在搅拌罐中靠近搅拌叶尖的地方是高能输入区。
微生物学课件 第六章 微生物代谢
ATP ADP+P
Fd
(Fe4S4)2
FeMoCo N2
3、CO2同化
①乙醛酸循环 ②丙酮酸羧化支路 ③甘油酸途径：乙醇酸、草酸、甘氨酸底物， 转化为乙醛酸，缩合成羟基丙酮酸半醛，还原成甘 油酸进入EMP途径。
4、糖类的合成
单糖的合成；多糖的合成。
5、氨基酸的合成
氨基化作用；转氨基作用；前体碳骨架合成。
e-
e- Bph
e- QA e- QB e-
Q库
ADP+Pi Cyt.bc1 ATP
逆电子传递 外源H2
NAD(P) NAD(P)H2
P700 e- Cyt.c2
外源电子供体H2S等
非环式光合磷酸化 （non-cyclic photophosphorylation）
1/202 2H+
叶绿素b
e- Ⅱ
③膜透性调节； ④能荷调节； ⑤诱导作用：类似物诱导； ⑥磷酸盐调节。
（1）CO2的固定：空气中的CO2同化成细胞物质的 过程。
①卡尔文循环
②还原性三羧酸循环固定CO2
乙酰CoA
丙酮酸
磷酸烯醇式丙酮酸
草酰乙
酸
琥珀酰CoA
α-酮戊二酸
柠檬酸
乙酸
乙酰CoA
③还原单酸循环
不消耗能量，Fd由H2或NADH2提供电子，由乙酰
CoA 丙酮酸
草酰乙酸
乙酸
2、生物固氮
固氮微生物(nitrogen –fixing organisms, diazotrophs）
代谢调控：利用遗传学方法或其它生物学方法，人 为地改变和控制生物的代谢途径，生产有用物质或进行 有益服务。
二、微生物产能代谢
第章糖代谢紊乱【共77张PPT】
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2型糖尿病
遗传因素：明显的遗传倾向和家族聚集性。 环境因素：包括年龄、营养因素、肥胖、体力活动缺
乏、不良生活习惯、精神压力等。 胰岛素抵抗和β细胞分泌缺陷是2型糖 尿病发病机制的2个主要环节。
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胰岛素抵抗（insulin resistance，IR ） 指单位浓度的胰岛素细胞效应减弱，即机体对正 常浓度胰岛素的生物反应性降低的现象。
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（二）神经系统调节
神经系统主要通过下丘脑－垂体－靶腺轴和自主神经系统调控激素分泌。
图11-2 血糖调节的主要机制
17
二、糖尿病与分型 （一）高血糖症 （二）糖尿病 （三）各种类型糖尿病的主要特点
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（一）高血糖症
❖ 高血糖症（hyperglycemia）定义：血糖浓度高于空腹 水平上限时称为高血糖症。
CDS：中华医学会糖尿病学分会(Chinese Diabetes Society)
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五、糖尿病的常见并发症
❖ 糖尿病急性并发症 ✓糖尿病酮症酸中毒昏迷 ✓糖尿病高渗性非酮症昏迷 ✓糖尿病乳酸酸中毒昏迷
❖ 糖尿病慢性并发症
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糖尿病急性并发症
（一）糖尿病酮症酸中毒
❖ 诱因多为感染、治疗不当、各种应激如创伤、手术等和各 种拮抗胰岛素的激素分泌增加。
糖尿病的病因及发病机制
糖尿病的发病机制有两种： 机体对胰岛素的作用产生抵抗； 胰腺β细胞的自身免疫性损伤，以及胰腺功能损伤。 多种因素共同作用共同参与，引起胰岛素分泌的绝对
和/或相对不足，导致糖尿病的发生。
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1型糖尿病
遗传因素：多基因遗传病，与HLA有很强关联性。 自身免疫：T细胞介导的自身免疫性疾病，体内存在
生物化学教案——第十五章 代谢调节
第十五章代谢调节细胞代谢包括物质代谢和能量代谢。
细胞代谢是一个完整统一的网络，并且存在复杂的调节机制，这些调节机制都是在基因表达产物（蛋白质或RNA）的作用下进行的。
本章重点是：物质代谢途径的相互联系，酶活性的调节。
物质代谢途径的相互联系细胞代谢的基本原则是将各类物质分别纳入各自的共同代谢途径，以少数种类的反应转化种类繁多的分子。
不同代谢途径可以通过交叉点上关键的中间物而相互转化，其中三个关键的中间物是乙酰CoA、G-6-P、丙酮酸。
一、糖代谢与脂代谢的联系1、糖转变成脂糖经过酵解，生成磷酸二羟丙酮及丙酮酸。
磷酸二羟丙酮还原为甘油，丙酮酸氧化脱羧转变成乙酰CoA，合成脂肪酸。
2、脂转变成糖甘油经磷酸化为3-磷酸甘油，转变为磷酸二羟丙酮，异生为糖。
在植物、细菌中，脂肪酸转化成乙酰CoA，后者经乙醛酸循环生成琥珀酸，进入TCA，由草酰乙酸脱羧生成丙酮酸，生糖。
动物体内，无乙醛酸循环，乙酰CoA进入TCA氧化，生成CO2和H2O。
脂肪酸在动物体内也可以转变成糖，但此时必需要有其他来源的物质补充TCA中消耗的有机酸（草酰乙酸）。
糖利用受阻，依靠脂类物质供能量，脂肪动员，在肝中产生大量酮体（丙酮、乙酰乙酸、β-羟基丁酸）。
二、糖代谢与氨基酸代谢的关系1、糖的分解代谢为氨基酸合成提供碳架糖→ 丙酮酸→ α-酮戊二酸+ 草酰乙酸这三种酮酸，经过转氨作用分别生成Ala、Glu和Asp。
2、生糖氨基酸的碳架可以转变成糖凡是能生成丙酮酸、α—酮戊二酸、琥珀酸、草酰乙酸的a.a，称为生糖a.a。
Phe、Tyr、Ilr、Lys、Trp等可生成乙酰乙酰CoA，从而生成酮体。
Phe、Tyr等生糖及生酮。
三、氨基酸代谢与脂代谢的关系氨基酸的碳架都可以最终转变成乙酰CoA，可以用于脂肪酸和胆甾醇的合成。
生糖a.a的碳架可以转变成甘油。
Ser可以转变成胆胺和胆碱，合成脑磷脂和卵磷脂。
动物体内脂肪酸的降解产物乙酰CoA，不能为a.a合成提供净碳架。